(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の中の、円筒状基体を保持した円筒状基体保持装置が設置されるための接地接続された受け台と、
前記反応容器の中に原料ガスを供給する手段と、
前記反応容器の中を排気する手段と、
高周波電力により前記原料ガスを励起する手段と、
を備えたプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の作製装置において、
前記円筒状基体保持装置は、
前記円筒状基体を貫通し、前記円筒状基体の下端を保持する基体ホルダーと、
前記円筒状基体の上部に設置される補助基体と、
前記基体ホルダーと嵌合し、固定される押圧板と、
前記基体ホルダーと前記補助基体と前記押圧板とによって作られる空間に前記補助基体と前記押圧板とに押圧されることよって、前記円筒状基体の長手方向に蓄勢されているバネと、
を有する
ことを特徴とする電子写真感光体の作製装置。
【請求項２】
前記押圧板は、内周面に爪を有し、
前記基体ホルダーは、前記爪が嵌合し、固定可能な溝を有する
請求項１に記載の電子写真感光体の作製装置。
【請求項３】
前記爪及び前記溝は、周方向に２箇所以上形成されている請求項２に記載の電子写真感光体の作製装置。
【請求項４】
前記反応容器の中の前記受け台に前記円筒状基体を保持した前記円筒状基体保持装置を搬送するための搬送手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体の作製装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真感光体の作製装置を用いて電子写真感光体を作製する電子写真感光体の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマＣＶＤ法を用いた電子写真感光体の作製方法及び作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真感光体として、アモルファスシリコン、例えば水素原子及び／又はハロゲン原子を含有し、シリコン原子を母体とするアモルファス材料で構成された堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付されている。
そして、アモルファスシリコンからなる堆積膜の形成方法としては、高周波電力のグロー放電により堆積膜形成用ガスのプラズマを生成し、その分解種を基体の上に堆積させるプラズマＣＶＤ法がある。
【０００３】
これらの方法で、電子写真感光体のような大面積を有する堆積膜を形成する場合、膜特性の均一化が必要であり、そのために堆積膜を形成する装置の構成に関して各種提案がされている。
例えば、アモルファスシリコンからなる電子写真感光体を作製する場合、円筒状基体を真空反応容器の中に運搬ならびに保持する必要があることから、円筒状基体に基体ホルダーを挿入することが開示されている。また、堆積膜形成中に分解された化学種が基体の裏側へまわり込むことを防止する目的で基体の上部に補助基体を設けることが開示されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０７３１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、上記のような方策により堆積膜の膜特性の均一化が図られてきた。
しかし、近年、このような堆積膜を利用した装置の高機能化、例えば電子写真装置のデジタル化、カラー化に伴い、堆積膜の膜特性の均一性が従来以上に求められている。
例えば、電子写真プロセスを利用した近年の高画質カラー装置では、階調性が向上されているため、従来は実用上問題のなかった堆積膜の膜特性の不均一性でも、形成画像に視覚可能なムラを生じさせる可能性がある。このため、上述したような従来技術だけでは近年必要とされる堆積膜の膜特性の均一性を確保することが難しくなってきている。
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、膜特性の均一性に優れた電子写真感光体を作製することができる電子写真感光体の作製方法及び作製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子写真感光体の作製装置は、
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の中の、円筒状基体を保持した円筒状基体保持装置が設置されるための接地接続された受け台と、
前記反応容器の中に原料ガスを供給する手段と、
前記反応容器の中を排気する手段と、
高周波電力により前記原料ガスを励起する手段と、
を備えたプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の作製装置において、
前記円筒状基体保持装置は、
前記円筒状基体を貫通し、前記円筒状基体の下端を保持する基体ホルダーと、
前記円筒状基体の上部に設置される補助基体と、
前記基体ホルダーと嵌合する押圧板と、
前記基体ホルダーと前記補助基体と前記押圧板とによって作られる空間に前記補助基体と前記押圧板とに押圧されることよって、前記円筒状基体の長手方向に蓄勢されているバネと、
を有する
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る電子写真感光体の作製方法は、上記の電子写真感光体の作製装置を用いて電子写真感光体を作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、膜特性の均一性に優れた電子写真感光体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る円筒状基体の設置方法及び加圧手段を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る円筒状基体の設置方法及び加圧手段を示す模式的断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る円筒状基体の設置方法及び加圧手段を示す模式的断面図である。（ｂ）は本発明に係る押圧板の一例を示す模式的上視図である。（ｃ）は本発明に係る基体ホルダーの一例を示す模式的上視図である。（ｄ）は本発明に係る基体ホルダーの一例を示す模式的側面図である。（ｅ）は本発明に係る押圧板を設置する前の円筒状基体保持装置の一例を示す模式的上視図である。
【図４】（ａ）は本発明に係る円筒状基体の設置方法及び加圧手段を示す模式的断面図である。（ｂ）は本発明に係る押圧板を設置する前の円筒状基体保持装置の一例を示す模式的上視図である。
【図５】従来のプラズマＣＶＤ装置内に設置される円筒状基体の設置方法の模式的断面図である。
【図６】本発明に係る円筒状基体の設置方法及び加圧手段を示す模式的断面図である。
【図７】本発明に係る電子写真感光体を作製するための作製装置の一例を示す模式的概略図である。
【図８】本発明に係る電子写真感光体の堆積膜を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式的概略図である。
【図９】アモルファスシリコン電子写真感光体用の層構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは堆積膜の膜特性の均一性を向上させるために、堆積膜形成装置の構成について鋭意検討を行った。
その結果、特に放電電力として高周波電力を使用する際には、円筒状基体と補助基体との間、及び、円筒状基体と基体ホルダーとの間での高周波電力に対するアース面が不連続となるのを低減するような装置構成にすることが重要であることを見出した。
【００１０】
上述したような従来技術だけでは上記個所における高周波電力に対するアース面が不連続となっていることから、円筒状基体の上下端でのプラズマが不均一となり、堆積膜の膜特性の均一性が十分に得られない場合があることが判った。
図５は従来のアモルファスシリコンからなる電子写真感光体を作製する際にプラズマＣＶＤ装置内に設置される円筒状基体の設置方法の一例を模式的に示した断面図である。
図５（ａ）は円筒状基体５０１を基体ホルダー５０２に設置し、円筒状基体５０１の上部には補助基体５０３が設置されている。基体ホルダー５０２の中には基体加熱用ヒーター５０４が設置されている。さらに基体ホルダー５０２は上下端で接地接続されている。この場合、補助基体５０３は円筒状基体５０１の上部に置かれているだけであり、基体ホルダー５０２との高周波電力に対する導通は必ずしも十分には確保されていない。このため、基体ホルダー５０２は上下端で接地されているにもかかわらず、上端の接地状態が補助基体５０３に充分に伝わらず、高周波電力に対するアース状態が不充分となる。
【００１１】
さらに補助基体５０３と円筒状基体５０１は補助基体５０３の自重のみによって接触しているため、円筒状基体５０１は補助基体５０３と全周に渡って十分に接触しているとは言えず、円筒状基体５０１と補助基体５０３の導通は必ずしも十分には確保されていない。即ち、円筒状基体５０１と補助基体５０３の接続部分において、直流的には十分な導通が確保されている状態であっても、高周波電力は接触状態の影響を受けやすいために、高周波電力に対しては導通が十分に確保されない。このような場合、円筒状基体５０１から補助基体５０３にかけてのプラズマから見た電位の均一性が十分に確保できず、円筒状基体５０１の上端でのプラズマが不均一となり、堆積膜の均一性が十分に得られない場合がある。特に、補助基体５０３と円筒状基体５０２との周方向の接触面に微視的に見て隙間があった場合、そこにプラズマが集中し、著しく膜特性の均一性を悪化させる場合があった。「円筒状基体５０１から補助基体５０３にかけてのプラズマから見た電位の均一性」とは「『プラズマ空間と円筒状基体５０１の表面との電位差』及び『プラズマ空間と補助基体５０３の表面との電位差』の均一性」を意味する。
【００１２】
また、円筒状基体５０１と基体ホルダー５０２との接続部分に関しても同様に堆積膜の均一性が十分に得られない場合がある。
円筒状基体５０１と補助基体５０３とを十分に接触させ、導通を強化させる方法として図５（ｂ）に示すような構成が考えられる。
図５（ｂ）は補助基体５０３に導電性の押え爪５０５をネジ５０６によって固定することで補助基体５０３と円筒状基体５０１との導通強化を図っている。
【００１３】
この方法によれば、押え爪５０５を介して円筒状基体５０１と補助基体５０３との導通強化が図られるため、円筒状基体５０１と補助基体５０３との接続部分において高周波電力に対するアース面が不連続となることを低減することが可能となる。
しかしながら、図５（ｂ）に示すような押え爪５０５では、円筒状基体５０１の径方向に力をかけることによる導通強化のため、上述したような補助基体５０３と円筒状基体５０２との周方向の接触面の微視的な隙間の防止には効果がない。このため、プラズマの均一化には限界があった。
【００１４】
さらに、押え爪５０５やネジ５０６のような構造物を円筒状基体５０１及び補助基体５０３の回りに取り付けた場合、それらの段差により、円筒状基体の上端でのプラズマが不均一となり、堆積膜の均一性が十分に得られない場合がある。
図５（ｂ）に示すような段差を作らず、円筒状基体５０１と補助基体５０３を十分に接触させ、導通を強化させる方法として図５（ｃ）に示すような構成が考えられる。
図５（ｃ）は補助基体５０３と円筒状基体５０１の間に導電性の板バネ５０７を設けることで導通強化を図っている。
【００１５】
この方法によれば、板バネ５０７を介して円筒状基体５０１と補助基体５０３との導通強化が図られるため、接続部分において高周波電力に対するアース面が不連続となることを低減することが可能となる。
しかしながら、このような板バネ５０７による導通強化を行った場合に於いても、上述したような周方向の接触面の微視的な隙間の防止には効果がないため、プラズマの均一化には限界があった。
【００１６】
さらに、図５（ｃ）に示すように板バネ５０７により直接円筒状基体５０１の端部を径方向に加圧すると、均等に加圧することができず、円筒状基体５０１に歪みを生じさせてしまう場合がある。
このような歪みがある状態で堆積膜を形成し、その後開放すると堆積膜に応力がかかり、堆積膜の膜特性の均一性が十分に得られない場合がある。
【００１７】
逆に上記のような悪影響を与えない程度に板バネ５０７によって固定する際のバネの加圧力を減らすと、円筒状基体５０１と補助基体５０３の導通を強化するほどの接触力が得られない場合がある。
以上、上述したような従来技術だけでは、電子写真プロセスを利用した近年の高画質カラー装置での使用に耐えうるだけの膜特性の均一性が十分に得られない場合がある。
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
「円筒状基体設置方法及び加圧手段」
図２は本発明の円筒状基体設置方法及び加圧手段を説明するための模式的な断面図である。円筒状基体２０１を基体ホルダー２０２に設置し、円筒状基体２０１の上部には補助基体２０３が設置されている。円筒状基体２０１と補助基体２０３が装着された基体ホルダー２０２は反応容器の中の接地接続された受け台２０７に設置されている。基体ホルダー２０２の中には基体加熱用ヒーター２０４が設置されている。受け台２０７は接地接続されている下壁２０８の上に設けられている。
【００１９】
円筒状基体２０１の材質は、使用目的に応じたものであればよい。円筒状基体２０１の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金を用いることができる。中でも加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れている。この場合、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
また、基体ホルダー２０２及び補助基体２０３の材質も円筒状基体２０１に用いられるものと同様のものが挙げられる。
【００２０】
基体ホルダー２０２の形状に関しては円筒状基体２０１を真空反応容器の中に運搬ならびに保持することができるような形状であれば特に制限はない。しかし、円筒状基体２０１の設置がし易いことから、図２のように円筒状基体２０１の下端を保持するような形状が好適である。
補助基体２０３の形状に関しては円筒状基体２０１と十分に接触できるような形状であれば特に制限は無い。
【００２１】
基体加熱用ヒーター２０４としては、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター、カーボンヒーターの如き電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの如き熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
図２に示す上壁２０５にはバネ２０９を介して押え板２０６が接続されている。上壁２０５、バネ２０９及び押え板２０６は接地接続されている。押え板２０６の材質は電気伝導率が高く、補助基体２０３を加圧できるだけの強度をもつものであれば特に制限はない。押え板２０６の材質も円筒状基体２０１に用いられるものと同様のものが挙げられる。
【００２２】
バネ２０９及び押え板２０６によって、補助基体２０３は円筒状基体２０１の長手方向に加圧されている。これにより、補助基体２０３は円筒状基体２０１へ押圧された状態となる。よって、円筒状基体２０１は補助基体２０３と全周に渡って十分に接触し、円筒状基体２０１と補助基体２０３との接続部分において高周波電力に対して導通が十分に確保される。そして、円筒状基体２０１から補助基体２０３にかけてのプラズマから見た電位の均一性が十分に確保される。これにより、円筒状基体２０１の上端でのプラズマの均一性が向上し、堆積膜の均一性を向上することが可能となる。
【００２３】
補助基体２０３で円筒状基体２０１を押圧することにより、円筒状基体２０１は基体ホルダー２０２へも押圧されるので、円筒状基体２０１と基体ホルダー２０２との接続部分においても同様に堆積膜の均一性を向上させることが可能となる。
さらに、本発明によれば、補助基体２０３及び円筒状基体２０１はバネ２０９により長手方向に加圧されているため、補助基体２０３と円筒状基体２０１との周方向の接触面は微視的に見ても十分に密着しており、隙間は発生しない。このため、隙間にプラズマが集中し、膜特性の均一性を悪化させるということが無くなり、均一性の著しい向上が達成できる。
【００２４】
補助基体２０３を円筒状基体２０１の径方向に押圧する場合に比べて、補助基体２０３を円筒状基体２０１の長手方向へ押圧する場合、円筒状基体２０１の強度は長手方向が径方向より遙かに高いため、円筒状基体２０１はほとんど歪まない。よって、補助基体２０３を円筒状基体２０１の長手方向へ押圧する方がより高い加圧力を加えることが出来るため、円筒状基体２０１と補助基体２０３を全周に渡って十分に接触させることが出来る。
【００２５】
補助基体２０３を加圧する手段は補助基体２０３を円筒状基体２０１の長手方向に押圧できれば特に制限はないが、装置の改造を必要とせず簡易な方法として、図１のようにバネ１０６によって、補助基体１０３を加圧する方法が好適である。
図１は円筒状基体１０１を基体ホルダー１０２に装着し、円筒状基体１０１の上部には補助基体１０３が設置されている。円筒状基体１０１と補助基体１０３が装着された基体ホルダー１０２は反応容器の中の接地接続された受け台１０７に設置されている。
【００２６】
図２と同様に、受け台１０７は接地接続されている下壁１０８の上に設けられているため、下壁１０８と同様に、接地接続されている。
基体ホルダー１０２の上端を接地接続する方法としては、接地接続されている上壁１０９に導電性の棒状体１１０を取り付け、棒状体１１０を基体ホルダー１０２の上端に押し当てる方法が挙げられる。これにより、基体ホルダー１０２の下端は受け台１０７及び下壁１０８によって、基体ホルダー１０２の上端は棒状体１１０及び上壁１０９によって、上下端で接地接続される構成となる。
【００２７】
上記のように、反応容器内全体のプラズマの均一性を向上させるためには、基体ホルダー１０２は上下端で接地接続されることが好適である。
補助基体１０３と基体ホルダー１０２はネジ１０５によって固定されている。
ネジ１０５は補助基体１０３を基体ホルダー１０２に固定できるだけの強度をもつものであれば特に制限はないが、ネジ１０５を介して接地接続するために導電性であることが好ましい。ネジ１０５の材質としては例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金が好適である。
【００２８】
また、本発明においては、ネジ１０５と補助基体１０３の間に弾性部材であるバネ１０６を設けてもよい。ネジ１０５と補助基体１０３の間にバネ１０６を設けることにより、ネジ１０５の頭頂部と補助基体１０３の間が押し広げられる。ネジ１０５を押し込むことによって、弾性部材であるバネ１０６を補助基体１０３に押し付ける。その結果として、補助基体１０３が円筒状基体１０１に押しつけられることになる。このとき、基体ホルダー１０２からネジ１０５へ、ネジ１０５からバネ１０６へ、バネ１０６から補助基体１０３へ、補助基体１０３から円筒状基体１０１へという導通経路により円筒状基体１０１の上部が接地接続される。
ネジ１０５の締め付けトルクを適宜選択することで、バネ１０６により補助基体１０３を加圧する力を適切に調整することが可能となる。
【００２９】
また、バネのみで加圧する場合はバネのバネ定数及びバネの押し込み長さを適宜選択することで、バネにより補助基体を加圧する力を適切に調整することが可能となる。
補助基体１０３を加圧する力が強すぎると補助基体１０３によって円筒状基体１０１が長手方向に押圧されたとしても、円筒状基体１０１に歪みを生じてしまう場合がある。逆に補助基体１０３を加圧する力が弱すぎると補助基体１０３と円筒状基体１０１との周方向の接触面が微視的に見ても十分には密着されない場合がある。このため、堆積膜の均一性が十分に得られない場合がある。
【００３０】
上記理由により、補助基体１０３によって円筒状基体１０１が押圧されている圧力、つまり円筒状基体１０１と補助基体１０３が接触する部分において、単位面積あたりにかかる力を５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上９００ｋｇｆ／ｃｍ２以下とすることが好適である。より好ましくは、円筒状基体１０１と補助基体１０３が接触する部分において、単位面積あたりにかかる力を１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下とする。補助基体１０３が円筒状基体１０１を押圧する圧力は、バネ１０６が補助基体１０３を加圧する圧力と補助基体１０３の自重により押圧する圧力との和と同等である。よって、補助基体１０３を加圧する圧力及び補助基体１０３の重量を調整することで、補助基体１０３が円筒状基体１０１を押圧する圧力を調整することが可能である。
【００３１】
また、バネ１０６は真空中、プラズマ中、高温中で使用可能なものなら特に制限はないが、バネ１０６を介しても接地接続できること、コストや取扱いの容易さから導電性材料からなることが好適である。
バネ１０６の材質としてはニッケル−クロム合金、チタン、ステンレスが好適である。バネ１０６によって、補助基体１０３は円筒状基体１０１の長手方向に加圧されている。それにより、補助基体１０３は円筒状基体１０１へ押圧された状態となる。よって、円筒状基体１０１は補助基体１０３と全周に渡って隙間なく十分に接触し、円筒状基体１０１と補助基体１０３の接続部分において高周波電力に対して導通が十分に確保される。このことによって、円筒状基体１０１から補助基体１０３にかけてのプラズマから見た電位の均一性が十分に確保される。それにより、円筒状基体１０１の上端でのプラズマの均一性が向上し、堆積膜の均一性を向上することが可能となる。
【００３２】
また、搬送手段により搬送可能な、生産に供せられる円筒状基体保持装置の構成の一例として、図３（ａ）のような構成が好適である。
図３（ａ）は円筒状基体３０１を基体ホルダー３０２に装着し、円筒状基体３０１の上部には補助基体３０３が設置されている。さらに基体ホルダー３０２と補助基体３０３の間にバネ３０４が設置され、バネの上部には押圧板３０５が設けられている。バネ３０４の下部は補助基体３０３の一部と接するような構成となっている。このような構成とすることにより、基体ホルダー３０２の上部にネジやバネが突出せず、搬送手段の構成を簡易化することが可能となる。
【００３３】
さらに詳細に説明すると基体ホルダー３０２は円筒状基体３０１を貫通し、円筒状基体の下端で保持する構成となっており、補助基体３０３は円筒状基体の上端で保持される構成となっている。基体ホルダー３０２と補助基体３０３の間にはバネ３０４を設置し、更にその上に押圧板３０５を設置する。押圧板３０５は基体ホルダー３０２と嵌合、固定可能に設計されている。
【００３４】
バネ３０４を設置するための空間に関しては、図３（ａ）に示すように補助基体３０３の下部は円筒状基体３０１と直径を公差範囲内で同一とし、上部は円筒状基体３０１より直径を広くすることにより、バネ３０４を内蔵できるような構成としてもよい。また、図４（ａ）に示すように補助基体４０３は円筒状基体４０１と直径を公差範囲内で同一として、基体ホルダー４０２の上部の直径を細くすることにより、バネ４０４を内蔵できるような構成にしてもよい。
【００３５】
押圧板３０５によりバネ３０４を加圧し、押圧板３０５を基体ホルダー３０２と嵌合し、固定することによりバネ３０４は押圧板３０５と補助基体３０３によって、円筒状基体３０１の長手方向に蓄勢されている状態となる。これにより、補助基体３０３は円筒状基体３０１へ押圧された状態となる。よって、円筒状基体３０１は補助基体３０３と全周に渡って隙間なく十分に接触し、円筒状基体３０１と補助基体３０３との接続部分において高周波電力に対して導通が十分に確保される。このことによって、円筒状基体３０１から補助基体３０３にかけてのプラズマから見た電位の均一性が十分に確保される。これにより、円筒状基体３０１の上端でのプラズマの均一性が向上し、堆積膜の均一性を向上することが可能となる。
【００３６】
バネ３０４の加圧状態を維持するための嵌合、固定部分の構成は特に制限はないが、設置の簡易さから図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すような構成にすることが好適である。図３（ｂ）は押圧板３０５の模式的上視図、図３（ｃ）は基体ホルダー３０２の模式的上視図、図３（ｄ）は基体ホルダー３０２の模式的側面図である。押圧板３０５は内周面に爪３０６を有する構成とし、さらに基体ホルダー３０２は押圧板３０５の内周面に設けられた爪３０６と嵌合、固定可能な溝３０７を有する構成とする。基体ホルダー３０２に形成された溝３０７の形状は爪３０６と嵌合、固定可能であれば特に制限はない。しかし、加工の容易さから図３（ｄ）に示すように基体ホルダー３０２の上端部から長手方向に形成された溝３０７ａと、長手方向に形成された溝から延びる周方向に形成された溝３０７ｂとすることが好適である。
【００３７】
これらを用いて、爪３０６が溝３０７ａに沿うように押圧板３０５を円筒状基体３０１側に押し込み、バネ３０４を押圧板３０５によって縮める。その後、爪３０６が溝３０７ｂに沿うように押圧板３０５を回転させることで押圧板３０５を固定する。これにより、押圧板３０５でバネ３０４を加圧し、加圧状態を維持することが可能となり、バネ３０４は押圧板３０５と補助基体３０３とによって、円筒状基体３０１の長手方向に蓄勢されている状態となる。爪３０６及び溝３０７はバネ３０４を押圧板３０５と補助基体３０３とによって、円筒状基体３０１の長手方向に蓄勢されている状態にできればどのような構成でもよい。
【００３８】
しかしながら、バネ３０４を円筒状基体３０１の長手方向に均一に蓄勢されている状態にできることから、爪３０６及び溝３０７は周方向に２箇所以上形成されていることが好適である。
押圧板３０５はバネ３０４を加圧し、加圧状態を維持できる強度をもつものであれば特に制限はないが、押圧板３０５を介しても接地接続できるため導電性であることが好ましい。押圧板３０５の材質としては例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金が好適である。
【００３９】
バネ３０４は真空中、プラズマ中、高温中で使用可能なものなら特に制限はないが、バネ３０４を介しても接地接続できること、コストや取扱いの容易さから導電性材料からなることが好適である。
バネ３０４の材質としてはニッケル−クロム合金、チタン、ステンレスが好適である。また、バネ３０４の個数や形状にも特に制限はなく、補助基体３０３と基体ホルダー３０２との間に入る直径の小さいバネを複数個、周方向に設置し、その上から押圧板３０５で押さえても良い。また、図３（ｅ）に示すように基体ホルダー３０２を取り囲むようなひと繋がりのバネとすることで、設置が容易となり、補助基体３０３を円筒状基体３０１の長手方向に均一に加圧できるため、好適である。図３（ｅ）は押圧板３０５を設置する前の円筒状基体保持装置の模式的上視図である。
【００４０】
以上のように基体ホルダー３０２を取り囲むようなひと繋がりのバネを用い、ネジを使用しない構成とすることにより、円筒状基体保持装置の部品点数を少なくすることが可能となり、組み上げ時間の短縮が可能となる。
また、円筒状基体保持装置の部品点数を少なくできることで、従来これらの部品に堆積膜形成時に付着した膜を落とすために費やしていた清掃時間も合わせて短縮することが可能となる。
【００４１】
「電子写真感光体の作製装置」
図７はプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の作製装置の一例を示す模式的な概略図である。図７に示す電子写真感光体の作製装置の構成は以下の通りである。この装置は大別すると、投入装置７１００、加熱装置７２００、反応装置７３００、冷却及び排出装置７４００、これらの装置間で移動可能な搬送装置７５００から構成されている。
搬送装置７５００の搬送容器７５０２内には円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を保持する保持部７５０７及び上下移動用のシャフトを備えたチャッキング部７５１１が設けられている。なお、保持部７５０７は基体ホルダー７５０９をロック、アンロックすることで保持、非保持が可能となる。また、チャッキング部７５１１の上下移動はエアシリンダー（図示せず）により行われている。
【００４２】
各装置の加熱容器７２０２、反応容器７３０２、冷却及び排出容器７４０２、搬送容器７５０２には容器の中を真空に排気する為の排気ポンプ７２０５、７３０５、７４０５、７５０５、排気バルブ７２０３、７３０３、７４０３、７５０３が設置されている。また、各容器７２０２、７３０２、７４０２、７５０２には接続可能な開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１、７５０１が設置されている。
また、投入容器７１０２には、開閉ゲート７１０１が設置され容器の中を大気状態のまま円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９が設置できる。加熱容器７２０２には、加熱時に使用するガスを流入させる為のバルブ７２０４があり、冷却及び排出容器７４０２は、容器の中を大気に戻す為のリークバルブ７４０４が設けられている。反応容器７３０２は、反応ガス流出バルブ７３０４、７３０６、高周波マッチングボックス及び高周波電源（図示せず）が接続されている。搬送容器７５０２には、容器の中を真空に排気する為の排気バルブ７５０３、ゲート間を真空に排気する為の排気バルブ７５１２、ゲート間を大気圧に戻す為のリークバルブ７５０４が設けられている。さらに、搬送容器７５０２には円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を保持、移動させるためのチャッキング部７５１１、移動用レール７５０６が設けられている。投入容器７１０２、加熱容器７２０２、反応容器７３０２、冷却及び取り出し容器７４０２の数は、それぞれの処理時間に応じた組み合わせが選択される。また、搬送容器７５０２は、同時に複数の基体を移送出来るように複数設ける事も可能である。また、搬送装置７５００は直線移動方式、円周方向の移動でも可能である。
【００４３】
こうした、電子写真感光体の作製装置は例えば以下のように使用される。
作業者が投入容器７１０２に円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を設置した後に、自動搬送専用の搬送容器７５０２が、投入容器７１０２の上に移動する。その後、搬送容器７５０２は更に下降して搬送容器開閉ゲート７５０１が開閉ゲート７１０１に接続する。
【００４４】
双方の開閉ゲートを開き円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９をチャッキング部７５１１により搬送容器７５０２の中に設置し、双方の開閉ゲートを閉じ搬送容器７５０２が所定の位置まで上昇する。この状態で搬送容器７５０２の中を排気ポンプ７５０５及び排気バルブ７５０３により搬送容器７５０２の下部側から排気を行い大気圧から所定の真空度になるまで排気する。所定の真空度に到達した時点で、搬送容器７５０２を、排気バルブ７２０３及び排気ポンプ７２０５によりあらかじめ真空保持した加熱容器７２０２に移送する。
【００４５】
以降、後述する方法で加熱容器７２０２、反応容器７３０２の順に円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９の受け渡しが行われる。加熱容器７２０２の中では円筒状基体７５０８が所定の温度に加熱され、反応容器７３０２の中では円筒状基体７２０２の上に所定の手段で堆積膜の形成が行われる。
その後、排気バルブ７４０３及び排気ポンプ７４０５によりあらかじめ真空保持された冷却及び排出容器７４０２に移送され、後述する方法で円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９が冷却及び排出容器７４０２の中に設置される。円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９は冷却及び排出容器７４０２の中で所定の温度になるまで冷却される。その後、冷却及び排出容器７４０２の中が大気圧になるまでリーク用ガスをリークバルブ７４０４から流した後、円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９が排出される。
【００４６】
搬送容器７５０２から加熱容器７２０２、反応容器７３０２、冷却及び排出容器７４０２に円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を設置する方法は、まず、搬送装置７５００が、所定の容器上に移動する。そして、搬送容器開閉ゲート７５０１を、所定の開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１のいずれかに接続させる。
その後排気ポンプ７５０５、排気バルブ７５１２にて搬送容器開閉ゲート７５０１と所定の開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１との間を真空にする。なお、搬送容器７５０２内が所定の真空度で無い場合は、排気バルブ７５０３にて排気を行う。
【００４７】
搬送容器開閉ゲート７５０１と所定の開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１との間が所定の真空度に到達した段階で、双方の開閉ゲートを開く。そして、チャッキング部７５１１が下降して円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を不図示の受け台に設置する。その後、保持部７５０７をアンロックして、チャッキング部７５１１を上昇させて搬送容器７５０２の中に格納し、双方の開閉ゲートを閉じる。その後、リークバルブ７５０４からリーク用ガスを流し、搬送容器開閉ゲート７５０１と所定の開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１との間を大気圧にする。その後、搬送容器開閉ゲート７５０１は所定の開閉ゲート７２０１、７３０１、７４０１から切り離される。
【００４８】
これらの工程は全て自動制御によって行われる。
上記のような搬送を行う場合、円筒状基体の設置方法及び加圧手段としては、図３に示すように基体ホルダー３０２の上部にネジやバネが突出しない構成としたほうが、チャキング部７５１１の構成を簡易化することが可能となるため、好適である。
【００４９】
次に、電子写真感光体の作製方法及び作製装置について図８のプラズマＣＶＤ装置の模式的な構成図を用いて更に詳細に説明する。
この装置は大別すると、真空気密可能で減圧可能な反応容器８１１０を有する堆積装置８１００、原料ガス供給装置８２００、及び、反応容器８１１０の中を減圧する為の排気装置（図示せず）から構成されている。反応容器８１１０の中の受け台８１１７には円筒状基体８１１１と補助基体８１１３が装着された基体ホルダー８１１２が設置されている。受け台８１１７は接地接続されている下壁８１１８の上に設けられているため、下壁８１１８と同様に、接地接続されている。さらに接地接続されているゲートバルブを兼ねる上壁８１１９には導電性の棒状体８１２０が取り付けられており棒状体８１２０の片端は基体ホルダー８１１２の上端に押し当てられている。これにより、基体ホルダー８１１２は上下端で接地接続されている。
【００５０】
また、補助基体８１１３と基体ホルダー８１１２の間にバネ８１１６が設置され、バネ８１１６の上部には押圧板８１１５が設けられている。押圧板８１１５によりバネ８１１６を加圧し、押圧板８１１５を基体ホルダー８１１２と嵌合させることによりバネ８１１６は押圧板８１１５と補助基体８１１３とによって、円筒状基体８１１１の長手方向に蓄勢されている状態となる。これにより、補助基体８１１３は円筒状基体８１１１へ押圧された状態となる。よって、円筒状基体８１１１は補助基体８１１３と全周に渡って隙間なく十分に接触し、円筒状基体８１１１と補助基体８１１３との接続部分において高周波電力に対して導通が十分に確保される。このことによって、円筒状基体８１１１から補助基体８１１３にかけてのプラズマから見た電位の均一性が十分に確保される。
【００５１】
また、円筒状基体８１１１と基体ホルダー８１１２の接続部分においても上記同様、高周波電力に対するアース面が不連続となることが低減されている。
基体ホルダー８１１２の中には基体加熱用ヒーター８１１４が設置されている。また、反応容器８１１０の中には原料ガス導入管８１２１が設置されている。さらに円筒状基体８１１１を取り囲むように配置された電極８１２２には高周波マッチングボックス８１２３を介して高周波電源８１２４が接続されている。
【００５２】
原料ガス供給装置８２００は、原料ガスボンベ８２２１〜８２２５、バルブ８２３１〜８２３５、圧力調整器８２６１〜８２６５、流入バルブ８２４１〜８２４５、流出バルブ８２５１〜８２５５及びマスフローコントローラ８２１１〜８２１５から構成されている。原料ガスとは、例えばＳｉＨ４，Ｈ２，ＣＨ４，ＮＯ，Ｂ２Ｈ６である。原料ガス供給装置８２００は補助バルブ８２６０を介して反応容器８１１０の中の原料ガス導入管８１２１に接続されている。
不図示の排気装置は例えば、メカニカルブースターポンプやロータリーポンプなどで構成される。
【００５３】
次に、この装置を使った堆積膜の形成方法について説明する。まず、あらかじめ脱脂洗浄した円筒状基体８１１１を上述したようにセットし、図７で説明した搬送装置を用いて、反応容器８１１０の中の受け台８１１７に設置する。反応容器８１１０の中は排気バルブ及び排気ポンプ（図示せず）によりあらかじめ真空保持されている。また、基体加熱用ヒーター８１１４にはあらかじめ電力を供給し、加熱炉で加熱された円筒状基体８１１１が例えば５０℃から３５０℃の所望の温度に保たれるよう加熱する。このとき、ガス供給装置８２００より、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器８１１０に供給して、不活性ガス雰囲気中で加熱を行うこともできる。
【００５４】
次に、ガス供給装置８２００より堆積膜形成に用いるガスを反応容器８１１０に供給する。すなわち、補助バルブ８２６０を開けて、必要に応じバルブ８２３１〜８２３５、流入バルブ８２４１〜８２４５、流出バルブ８２５１〜８２５５を開き、マスフローコントローラ８２１１〜８２１５の流量設定を行う。各マスフローコントローラ８２１１〜８２１５の流量が安定したところで、真空計８１２５の表示を見ながらメインバルブ８１２６を操作し、反応容器８１１０の中の圧力が所望の圧力になるように調整する。反応容器８１１０の中の圧力を調整するためには例えばメカニカルブースターポンプの回転数を操作することやメインバルブ８１２６の開度を操作することが挙げられる。
【００５５】
所望の圧力が得られたところで高周波電源８１２４より高周波電力を印加すると同時に高周波マッチングボックス８１２３を操作し、反応容器８１１０の中にプラズマ放電を生起する。堆積膜形成に用いるガスは高周波電力により励起する。その後、速やかに高周波電力を所望の電力に調整し、堆積膜の形成を行う。
所定の堆積膜の形成が終わったところで、高周波電力の印加を停止し、バルブ８２３１〜８２３５、流入バルブ８２４１〜８２４５、流出バルブ８２５１〜８２５５、及び、補助バルブ８２６０を閉じ、原料ガスの供給を終える。同時に、メインバルブ８１２６を全開にし、反応容器８１１０の中を１Ｐａ以下の圧力まで排気する。
以上で、堆積層の形成を終えるが、複数の堆積層を形成する場合、再び上記の手順を繰り返してそれぞれの層を形成すれば良い。すべての堆積膜形成が終わったのち、メインバルブ８１２６を閉じ、図７で説明した搬送装置を用いて、円筒状基体８１１１を取り出す。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
図８に示す堆積膜形成装置を用いて、Ａｌ−Ｍｇ系合金５０５２よりなる外径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体の上に、表１に示す条件で図９に示す層構成のアモルファスシリコンからなる電子写真感光体の作製を行った。
【００５７】
図９において符号９０１は円筒状基体、９０２は下部阻止層、９０３は光導電層、９０４は上部阻止層、９０５は表面層をそれぞれ示す。
本実施例では円筒状基体の設置方法及び加圧手段を図１に示す構成にした。
本実施例では補助基体１０３の外径は８４ｍｍのものを用いた。基体ホルダー１０２、補助基体１０３の材質はＡｌ−Ｍｇ系合金５０５２を用いた。
また、本実施例では、ネジ１０５の材質はＳＵＳ３０４を用いた。ネジ１０５は補助基体１０３の周方向に９０度間隔で４個設置した。
【００５８】
さらにネジ１０５と補助基体１０３との間に弾性部材であるバネ１０６を設けた。バネ１０６の材質はＳＵＳ３０４を用いた。
補助基体１０３と円筒状基体１０１の間に圧力測定フィルム（富士フイルム社製、プレスケール：登録商標）を挟み込み、あらかじめ、ネジ１０５の締め付けトルクと補助基体１０３によって円筒状基体１０１が押圧されている圧力の関係を測定した。そして、ネジ１０５の締め付けトルクを調整し、補助基体１０３によって円筒状基体１０１が押圧されている圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ２とした。
【００５９】
【表１】
0005599042.tif 000002
【００６０】
作製した電子写真感光体をキヤノン社製ｉＲＣ６８００をマイナス帯電で反転現像に改造した複写機に設置し、電子写真感光体の端部領域でのＶｄムラについて評価を行った。（端部領域Ｖｄムラ）
主帯電器の電流値を−１０００μＡの条件にして電子写真感光体を帯電した。この時、表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定する。電子写真感光体の補助基体側の端部から１０ｃｍの領域を軸方向は２ｃｍおき、周方向は３６°おきに暗部表面電位を測定し、得られた各位置の暗部表面電位の最大値と最小値の電位差を端部領域Ｖｄムラとして評価した。評価は、後述する比較例１で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６１】
そして、以下に示す基準でランク付けを行った。
ランクＢ以上で本発明の効果が得られていると考える。
ＡＡ  ・・・３０以上５０未満
Ａ    ・・・５０以上７０未満
Ｂ    ・・・７０以上９０未満
Ｃ    ・・・９０以上１１０未満
Ｄ    ・・・１１０以上
評価結果を表２に示す。
【００６２】
〔実施例２〕
本実施例では円筒状基体の設置方法及び加圧手段を図２に示す構成にしたこと以外は
実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
反応容器の中の受け台２０７に円筒状基体２０１と補助基体２０３が装着された基体ホルダー２０２をセットした後、バネ２０９を介して押え板２０６が接続されている上壁２０５をセットした。このようにして、バネ２０９及び押え板２０６によって補助基体２０３が円筒状基体２０１の長手方向に加圧されている状態とした。
【００６３】
押え板２０６及び補助基体２０３の自重による加圧も考慮して、バネ定数の異なるバネの中から最適なバネ定数のものを選択し、さらにバネ２０９の押し込み長さを調整した。そして、補助基体２０３によって円筒状基体２０１が押圧されている圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ２とした。
また、バネ２０９及び押え板２０６の材質はＳＵＳ３０４を用いた。
本実施例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００６４】
〔実施例３〕
図６に示すように弾性部材を設けずにネジ６０４によって、補助基体６０３を加圧したこと及び補助基体６０３の材質をＳＵＳ３０４にしたこと以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
ネジ６０４の締め付けトルクを調整し、補助基体６０３によって円筒状基体６０１が押圧されている圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ２とした。
本実施例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００６５】
〔比較例１〕
円筒状基体の設置方法を図５（ａ）に示す構成としたこと以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
本比較例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００６６】
〔比較例２〕
円筒状基体の設置方法を図５（ｂ）に示す構成としたこと以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
本比較例では、押え爪５０５は補助基体５０３の周方向に９０度間隔で４個設置した。押え爪５０５及びネジ５０６の材質はＳＵＳ３０４を用いた。
押え爪５０５及びネジ５０６を設置した状態で、補助基体５０３からネジ５０６の頭頂部までの長さ（図５（ｂ）に示すＡ）は５ｍｍ、押え爪５０５の長さ（図５（ｂ）に示すＢ）は２０ｍｍとした。
本比較例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００６７】
〔比較例３〕
円筒状基体の設置方法を図５（ｃ）に示す構成としたこと以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
本比較例では、板バネ５０７は補助基体５０３の周方向に９０度間隔で４個設置した。板バネ５０７の材質はＳＵＳ３０４を用いた。
本比較例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
0005599042.tif 000003
表２から、本発明による各実施例は端部領域Ｖｄムラが改善されており、本発明の効果が明らかになった
【００６９】
〔実施例４〜９〕
図１に示すネジ１０５の締め付けトルクを変更することにより、補助基体１０３によって円筒状基体１０１が押圧されている圧力を表３のように変更すること以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
本実施例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
0005599042.tif 000004
表３から、補助基体によって円筒状基体が押圧されている圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上９００ｋｇｆ／ｃｍ２以下、さらには１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下にすることで、端部領域Ｖｄムラが改善されており、本発明の効果が明らかになった。
【００７１】
〔実施例１０〕
円筒状基体の設置方法及び加圧手段を図３（ａ）〜（ｄ）に示す構成にし、図７に示す電子写真感光体の作製装置を用いて前述した手順に従って円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９の搬送を行った。そして、反応容器７３０２の中に円筒状基体７５０８と補助基体７５１０が装着された基体ホルダー７５０９を設置したこと以外は実施例１と同様に、電子写真感光体の作製を行った。
【００７２】
本実施例では、押圧板３０５の材質はＳＵＳ３０４を用いた。バネ３０４はニッケル−クロム合金（スペシャルメタル社製、インコネル：登録商標）を用いた。
また、押圧板３０５の内周面に設けられた爪３０６及び基体ホルダー３０２に形成された溝３０７は周方向に９０度間隔で４箇所とした。さらに基体ホルダー３０２に形成された溝３０７の形状は図３（ｄ）のように基体ホルダー３０２の上端部から長手方向に形成された溝３０７ａと、長手方向に形成された溝から延びる周方向に形成された溝３０７ｂとした。
【００７３】
バネ３０４は基体ホルダー３０２を取り囲むようなひと繋がりのバネとした。
補助基体３０３の自重による加圧も考慮して、バネ定数の異なるバネの中から最適なバネ定数のものを選択し、さらに基体ホルダー３０２に形成された溝３０７ａの長さを変更することで、バネ３０４の押し込み長さを調整した。そして、補助基体３０３によって円筒状基体３０１が押圧されている圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ２とした。
本実施例においても実施例１と同様の評価を行った。その評価結果を表４に示す。
【００７４】
【表４】
0005599042.tif 000005
表４から、本発明による実施例は端部領域Ｖｄムラが改善されており、本発明の効果が明らかになった。
【符号の説明】
【００７５】
１０１‥‥円筒状基体
１０２‥‥基体ホルダー
１０３‥‥補助基体
１０４‥‥基体加熱用ヒーター
１０５‥‥ネジ
１０６‥‥バネ
１０７‥‥受け台
１０８‥‥下壁
１０９‥‥上壁
１１０‥‥棒状体
【図１】
0005599042.tif 000006
【図２】
0005599042.tif 000007
【図３】
0005599042.tif 000008
【図４】
0005599042.tif 000009
【図５】
0005599042.tif 000010
【図６】
0005599042.tif 000011
【図７】
0005599042.tif 000012
【図８】
0005599042.tif 000013
【図９】
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